植物LTR类反转录转座子在植物基因组学研究中的应用

LTR类反转录转座子是植物基因组中的重要转座元件,对植物基因组的结构及功能有重要的影响。综述了近年来植物LTR类反转录转座子的类型和结构、在基因组中表达和调控,并探讨了它们在植物基因组学研究中的应用前景。     

CRISPR/Cas9系统在水稻中的发展和利用

基因组学的快速发展和多种基因组编辑技术的出现,对植物科学以及农业领域中的基因功能研究和遗传改良产生了巨大影响。其中,CRISPR/Cas9系统介导的基因组编辑技术能够快速编辑各种生物体中的基因组,以其简单稳定高效等优点,成为目前最先进且被广泛运用的系统。水稻是我国最重要的粮食作物之一,其遗传资源丰富且基因组小,适合用于基因组编辑技术的研究。讨论水稻改良的基因组编辑策略,重点介绍CRISPR/Cas9系统在水稻抗病性、抗逆性、杂种优势等方面的应用和进展,强调CRISPR/Cas9在水稻改良中的主要挑战和发展意义。     

柚子基因组比较分析以及祖先染色体重构

柚子(Citrus grandis Osbeck)全基因组测序完成为柑橘植物乃至整个芸香科植物提供了研究机会。本研究通过对柚子基因组结构分析,鉴定柚子基因组中存在的由多倍化产生的重复基因,构建了葡萄基因组和柚子基因组之间与多倍化、物种分化相关联的同源共线性基因列表,为柚子基因组进化和基因功能演化提供了重要的比较基因组学数据资源;通过与外类群葡萄保留的同源染色体区域进行比较,发现柚子基因组在多倍化之后发生了大量的片段化重组;利用葡萄基因组保留有较完整的染色体结构相对于真双子叶六倍体(ECH),结合葡萄和柚子基因组之间的同源关系,推断出柚子祖先基因组结构。本研究对理解柚子基因组乃至柑橘植物基因组以及其进化提供了重要的比较基因组学的基础。     

林木功能基因组学及其研究策略

随着杨树等树木基因组测序的完成,林木育种进入了功能基因组学时代,林木功能基因组学研究面临的挑战是系统地对基因组中的所有预测基因进行注释和功能验证。林木功能基因组分析已经进入了高通量阶段,但要识别未知基因的确切功能,有必要了解每个基因在植物细胞所有基因活动网络中发挥的作用。因此,就必须了解各个基因在时间和空间上的表达模式。功能基因组学研究策略已经发展到能对这些成分细胞中基因的活性和浓度同时进行快速的测量。林木功能基因组学技术的最新研究进展能从全基因组进行功能分析,从而打开了林木未知基因功能研究的新途径。目前,广泛应用的林木功能基因组学研究策略有插入突变、FOX系统、蛋白质组学等。     

植物应答生物胁迫的蛋白质组学研究进展

随着拟南芥、水稻等模式植物基因组测序的完成,植物基因组学的研究重点已经转变为功能基因组学研究,蛋白质组学是后基因组时代的新兴研究领域,它有助于从分子水平上了解植物功能.介绍了植物应答生物胁迫(动物取食、微生物共生或寄生及病原菌侵害等)的蛋白质组学最新研究进展,并展望了利用蛋白质组学技术在研究植物与病原微生物互作机制方面的优势和前景.     

TALENs：植物基因组定点剪辑的分子剪

随着高通量DNA测序技术的发展,获取生物全基因组序列已不再困难。结构基因组学和功能基因组学的巨大进展,使人类全面解码生物基因组的梦想正在逐步实现。接下来的问题是：如何按照人们的意愿对生物基因组进行定点改造？科学家早在1988年就开始探索植物基因组的定点改造技术,但进展十分缓慢。2009年,关于黄单胞菌效应子蛋白TAL effector与寄主靶基因DNA特异性识别分子密码的破解,使植物基因组定点改造呈现出新的曙光,目前已研发出可以对生物基因组进行定点剪辑的新技术——TALENs（TAL effector nucleases）。由于TAL effector识别DNA碱基的模式具有高度的专一性,而且可以简便地组装出特异性结合任意DNA序列的模块化蛋白,因此,TALENs成为目前最有发展前景的基因组修饰技术。本文综述了TALENs研发的背景、结构、工作原理和技术特点,重点介绍了利用TALENs定点改造植物基因组的一般策略和技术方案,最后对TALENs定点改造植物基因组的应用前景进行了讨论。     

茄科植物比较基因组学研究进展

综述了茄科4种主要蔬菜作物番茄、马铃薯、辣椒和茄子比较基因组学的研究进展,包括其基因组大小、结构、基因重排及演化,R基因在茄科植物中的分布与共线性,花青素基因、果实相关性状QTLs的同源性比较等,并对比较基因组学的发展前景进行了展望。     

杨树和柳树基因组共线性的可视化分析

基因的共线性分析是比较基因组学中的重要研究内容。为了研究杨柳科植物的进化机制,对杨属中的毛果杨和柳属中的簸箕柳进行基因组内和基因组间的共线性分析。在对共线性分析及其作图软件的对比分析后,采用MCScan X对杨树、柳树进行基因组内、基因组间的共线性分析,再利用VGSC针对不同的基因组内和组间共线性关系进行可视化分析,从而推测杨树向柳树进化的过程,为杨柳科植物的进化与起源提供重要的依据。     

透视极端育种:基因组学在农作物改良中的充分应用

在过去的10年中,基因组学的变革使我们大大加深了对植物生物学的理解,尤其是对模型植物,如拟南芥。同基因组学变革相关的技术,如定向诱导基因组局部突变(TILLING)、基因芯片定位及结合映射,在不远的将来也会被广泛应用于农作物的改良。通过此类研究所获得的决定所期望性状的基因可通过标记辅助育种而加速渗入优良种质。     

我国科学家获得普通野生稻全基因组框架图

<正>据人民网报道,中科院昆明植物研究所研究员高立志带领的植物种质资源、基因组学与生物信息学团队,运用新一代高通量测序技术以及高性能超算的生物信息学分析,对野生稻全基因组测序取得了阶段性重大成果。近日,他们已完成普通野生稻基因组高覆盖的序列测定、拼接和组装工作,获得了普通野生稻全